Составьте схему гальванического элемента при работе которого протекает следующая реакция Zn+Cu2+=Zn2+ +Cu.Напишите электронные уравнения

Составьте схему гальванического элемента при работе которого протекает следующая реакция Zn+Cu2+=Zn2+ +Cu.Напишите электронные уравнения (Решение → 52531)

Составьте схему гальванического элемента при работе которого протекает следующая реакция Zn+Cu2+=Zn2+ +Cu.Напишите электронные уравнения процессов, протекающих на электродах. Вычислите э.д.с если концентрация ионов Zn2+ и Сu2+ равны 0,01 моль/л и 0,1 моль/л соответственно. Дано: [Cu2+] = 0.1 моль/л [Zn2+] = 0.01 моль/л Найти: Е - ?



Составьте схему гальванического элемента при работе которого протекает следующая реакция Zn+Cu2+=Zn2+ +Cu.Напишите электронные уравнения (Решение → 52531)

Схема гальванического элемента:
А (анод) (-): Zn | ZnSO4 || К (катод) (+): CuSO4 | Cu
На катоде протекает восстановление металла:
(+) Катод: Cu2+ + 2e- → CuEo = +0.337 В
На аноде протекает растворение металла:
(-) Анод: Zn - 2e- → Zn2+ Eo = -0.763 В
Токобразующая реакция:
Cu2+ + Zn0 = Cu↓ + Zn2+
Электроны идут по внешней цепи от цинка к меди, соответственно направления тока обратное: от меди к цинку.
Рассчитаем ЭДС гальванического элемента, используя уравнение Нернста:
E=E0+2.3RTzFlg[Ox][Red]
где
E — электродный потенциал, В,
E0 — стандартный электродный потенциал, измеряется в вольтах;
R — универсальная газовая постоянная, равная 8.31 Дж/(моль·K);
T — абсолютная температура, K;
F — постоянная Фарадея, равная 96500 Кл·моль−1;
z — число электронов, участвующих в процессе;
[Ox] – концентрация окисленной формы моль/л
[Red] – концентрация восстановленной формы моль/л
Применительно для металла, погруженного в раствор своей соли, формула упрощается до вида:
E=E0+2.3RTzFlg[Ox]
Стандартные потенциалы равны:
Анода:
E(Zn/Zn2+) = E0(Zn/Zn2+) + 2.3*R*Tz*F lg[Zn2+] = -0.763 + 2.3*8.31*2982*96500 lg[0.01] = -0.763 + 0.03*lg[0.01] = -0,823 В
Катода:
E(Cu/Cu2+) = E0(Cu/Cu2+) + 2.3*R*Tz*F lg[Cu2+] = 0.337 + 2.3*8.31*2982*96500 lg[0.1] = 0.337 + 0.03*lg[0.1] = 0,307 В
ЭДС элемента равен:
Е = Ек-Еа = 0,307 – (-0,823) = 1,128 В
Ответ: Е = 1,128 В